[发明专利]一种废旧三元锂离子电池无需放电预处理的全资源回收方法

权利要求书

1.一种废旧三元锂离子电池无需放电预处理的全资源回收方法，其特征在于，包括如下工序：

工序1：将废旧三元锂离子电池与干冰混合并在保护性气氛下带电破碎，随后调控体系的温度为40-60℃，压力为10-40MPa，并在该条件下固液分离，得到粗碎废旧电池颗粒和富集有废旧电解液的流体；

工序2：分离工序1流体中的二氧化碳，得到废电解液，对废电解液进行分离，得到有机溶剂和含锂导电剂；

工序3：将工序1得到的粗碎废旧电池颗粒中隔膜进行分离，得到废旧电池颗粒；

工序4：将工序3获得的废旧电池颗粒经水剥离处理，随后分离得到富集有负极活性物质的浆料和正极渣；

工序4包括如下步骤：

第1步，将工序3分离隔膜后的粗碎废旧电池颗粒和水细碎，得到由水和细颗粒组成的混合料浆，混合料浆中的颗粒物粒径为32目-120目；

第2步，将上一步所得混合料浆置于震荡分离筛中筛分，得到筛上的正极渣和富集有负极活性物质的筛下料浆；该步骤所采用震荡分离筛的筛网孔径为240目-400目；

工序5：对工序4得到的富集有负极活性物质的浆料进行处理，得到碳负极材料、导电剂和含锂废液A；

工序5包括的步骤为：

第1步，将工序4所得含负极活性物质的料浆置于震荡分离筛中震荡处理，得到筛下料浆以及筛上物，其中，震荡分离筛筛网孔径为400目-1000目；

第2步，将第1步的筛下料浆过滤，得到滤饼与含锂废液A；

滤饼按下面方式处理，得到导电剂：首先将滤饼按液固比(20-60):1加入到1-4mol/L的盐酸、硝酸或以任意比例混合的盐酸/硝酸混合酸中，在20℃-80℃下处理1-3h，然后过滤；滤饼用去离子水洗至pH值6.8-7，之后在100-120℃的烘箱中干燥2-12小时，所得产物即为导电剂；

第3步，将工序5第1步所得筛上物按液固比(20-60):1加入到1-4mol/L的盐酸、硝酸或以任意比例混合的盐酸/硝酸混合酸中，在20℃-80℃下处理1-3h，然后过滤；滤饼用去离子水洗至pH值6.8-7，之后在100-120℃的烘箱中干燥2-12小时；烘干后的物料在氩气保护下，在800-3000℃下热处理，即可得到锂离子电池用碳负极材料；

工序6：将工序4获得的正极渣经除磁、热处理、分选得到正极活性物质、集流体和含锂废液B；

工序6的步骤为：

第1步，将工序4第2步所得筛上物采用除磁处理后，将其置于400-450℃的热处理炉中进行热处理；

第2步，将上一步热处理后粉末经旋风分选，使大部分废正极粉得到富集分离，包含有铜粒、铝粒以及少量正极粉的残余粉末进入下一步；本步骤所述旋风风选搅拌速度为200-500r/min，气流速度为6-10m/s；

第3步，利用摇床技术，将上一步所得残余粉中的粒状铜集流体、粒状铝集流体与残留的废正极活性物质进行分离；

最后，将上述两步所得废正极粉与废正极活性物质合并即为正极活性材料，然后进入工序7处理，第3步所得废水即为含锂废液B进入工序8回收其中的锂；

工序7：对正极活性材料中各组分的分离，得到镍钴锰材料和含锂废液C；

工序8：将含锂废液A、含锂废液B和含锂废液C合并得含锂废液，回收其中的锂。

2.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂离子电池无需放电预处理的全资源回收方法，其特征在于，工序1包括下述步骤：

第1步，将单体电池与干冰置于密闭破碎设备中，并向该密闭破碎 设备中通入保护性气体；随后进行破碎；

第2步，破碎后，控制密闭破碎设备中的温度和压强，并在该条件下进行固液分离，得到富集有废旧电解液的流体和粗碎废旧电池颗粒。

3.根据权利要求2所述的一种废旧三元锂离子电池无需放电预处理的全资源回收方法，其特征在于，工序1的第1步中，单体电池与干冰的质量比为1:(1-10)。

4.根据权利要求2所述的一种废旧三元锂离子电池无需放电预处理的全资源回收方法，其特征在于，工序1的第1步中，废旧电池破碎后的粒度范围为1-10mm。